一种石墨烯加热膜及其制配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种石墨烯加热膜及其制配方法，包括绝缘层、成膜基材和石墨烯加热芯，所述绝缘层包裹在成膜基材和石墨烯加热芯的表面，所述成膜基材的底部设置有PI膜，所述PI膜的两侧分别与石墨烯加热芯和绝缘层接触。本发明专利技术提供的石墨烯加热膜具有极高的耐温性能，可以实现大功率密度加热，绝缘性能优异、加热速率快，实验结果表明，本发明专利技术提供的石墨烯加热膜的耐温温度大于250℃，绝缘性能极好，在2500VAC条件下通电一分钟漏电电流小于等于2毫安，且绝缘电阻大于等于500MΩ，在3‑32v低电压下的功率密度可达0.40‑0.80W/cm2，可满足电动电池升温速率高达0.5‑1.0℃/min的要求，值得推广使用。

A Kind of Graphene Heating Film and Its Formulation

The invention discloses a graphene heating film and its preparation method, including an insulating layer, a film-forming base material and a graphene heating core. The insulating layer is wrapped on the surface of the film-forming base material and the graphene heating core. The bottom of the film-forming base material is provided with a PI film, and the two sides of the PI film contact with the graphene heating core and the insulating layer respectively. The graphene heating film provided by the invention has extremely high temperature resistance, can realize high power density heating, excellent insulation performance and fast heating rate. The experimental results show that the temperature resistance of the graphene heating film provided by the invention is higher than 250 C, and the insulation performance is excellent. The leakage current in one minute under 2500 VAC is less than or equal to 2 mA, and the insulation resistance is greater than or equal to 500 M. _, the power density can reach 0.40 0.80W/cm2 at 3 32V low voltage, which can meet the requirement of heating rate of electric batteries up to 0.5 1.0 C/min, and is worth popularizing.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯加热膜及其制配方法
本专利技术涉及电发热材料
，具体为一种石墨烯加热膜及其制配方法。
技术介绍
随着电加热行业新技术的不断涌现，在目前广泛使用的锂电池行业，传统的电阻丝加热方法因电热效率低，温度极不均匀等缺点已经不能满足动力电池温度均匀性的要求，以石墨烯等导电填料为基础的新型树脂基加热膜随之出现，其面加热特性可显著提高温度均匀性，它克服了传统PTC加热板笨重、电阻丝类加热膜产品温度均匀性差的弱点，深受市场青睐。随着客户体验的反馈增多及新能源汽车行业的需求多样化，动力电池的热管理水平的提升显得尤为迫切，客户对不仅要求锂电池加热温度均匀性高，更加要求加热速度快，加热等待时间短，因此加热膜的功率密度需要进一步提升，更大的功率密度意味着内部的加热元器件要承受更高的温度，更大的电流，而加热膜的耐温和绝缘性能直接决定大功率密度加热膜性能的实现，因此提高加热膜的耐温性能和绝缘性能是加热膜类产品性能提升的重要方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯加热膜及其制配方法，具备耐热性能好、可以实现大功率密度加热，绝缘性能优异和加热速率快的优点，解决了上述
技术介绍
所提到的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种石墨烯加热膜及其制配方法，包括绝缘层、成膜基材和石墨烯加热芯，所述绝缘层包裹在成膜基材和石墨烯加热芯的表面，所述成膜基材的底部设置有PI膜，所述PI膜的两侧分别与石墨烯加热芯和绝缘层接触。本专利技术还提供了一项温度均匀性高的大功率密度石墨烯膜，包括以下步骤：步骤一：将覆铜PI膜进行蚀刻，在刻蚀溶液的侵蚀状态下刻蚀5-10分钟，刻蚀温度为15-20摄氏度之间，形成导电线路，然后沉积金属层得到成膜基材，在氮气保护气、通风的条件下冷却30-60分钟；步骤二：在成膜基材表面涂覆石墨烯加热芯，然后将涂覆石墨烯加热芯的成膜基材放入固化炉中高温进行固化；步骤三：在所述步骤二中得到的石墨烯加热芯取出，在其外表面覆盖PI膜，然后再将其经热压、固化工序后，在其表面覆盖半生半熟硅胶布，再次进行热压、固化的操作，最后进行冷却，通过切割机将其切割得到石墨烯加热膜成品；步骤四：将切割后的石墨烯加热膜打包、备用即可。优选的，所述成膜基材采用覆铜PI膜刻蚀的方法经过沉积导电金属制的，所述刻蚀溶液组成为：过硫酸铵、盐酸-双氧水混合液、硫酸-双氧水混合液；浓度为0.1％-0.8％；所述盐酸-双氧水混合液的浓度比例1:2；所述硫酸-双氧水混合液的浓度比例1:3；刻蚀时间为3-5min。优选的，所述绝缘层独立地为PI膜和半生半熟硅胶布的组合，半生半熟硅胶布热压在PI膜表面，PI膜的厚度为25-150um，半生半熟硅胶布厚度为0.50-1.00mm。优选的，所述石墨烯加热芯由羟基丙烯酸树脂、硅树脂和少层石墨烯为原料制备得到，所述石墨烯加热芯中羟基丙烯酸树脂和硅树脂的质量分数在50％-93.75％之间，少层石墨烯和羟基丙烯酸树脂中，少层石墨烯的质量分数在8％-50％之间，少层石墨烯的质量分数为1％-10％，初步混合后使用三辊研磨机研磨，分散均匀得到石墨烯加热芯，涂覆到成膜基材上，固化。优选的，所述少层石墨烯的粒径为10-50um，所述少层石墨烯的层数为2-30层。优选的，所述羟基丙烯酸树脂的羟值为10-100，所述硅树脂为瓦克IC368、瓦克IC678、信越KR271和信越KR-J510的至少一种。优选的，所述步骤二中固化成型的温度设定在100-400℃，固化成型的时间设定在1-4h。优选的，所述步骤三中的冷却方法采用冷却箱进行冷却，冷却时间为10-15分钟。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术提供的石墨烯加热膜具有极高的耐温性能，可以实现大功率密度加热，绝缘性能优异、加热速率快，实验结果表明，本专利技术提供的石墨烯加热膜的耐温温度大于250℃，绝缘性能极好，在2500VAC条件下通电一分钟漏电电流小于等于2毫安，且绝缘电阻大于等于500MΩ，在3-32v低电压下的功率密度可达0.40-0.80W/cm2，可满足电动电池升温速率高达0.5-1.0℃/min的要求，值得推广使用。2、本专利技术通过石墨烯加热膜中羟基丙烯酸树脂的种类、硅树脂的种类以及用量和少层石墨烯的层数、粒径控制石墨烯加热芯的电阻率、厚度和长度，调节石墨烯加热膜的功率密度，可以满足大功率密度的使用要求。附图说明图1为本专利技术制得的石墨烯加热膜结构的俯视图；图2为本专利技术制得的石墨烯加热膜结构的主视图。图中：1、绝缘层；2、成膜基材；3、石墨烯加热芯；4、导电线路；5、PI膜。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本专利技术提供一种技术方案：一种石墨烯加热膜及其制配方法，包括绝缘层1、成膜基材2和石墨烯加热芯3，绝缘层1包裹在成膜基材2和石墨烯加热芯3的表面，成膜基材2的底部设置有PI膜5，PI膜5的两侧分别与石墨烯加热芯3和绝缘层1接触。本专利技术还提供了一种石墨烯加热膜制配方法，包括以下步骤：步骤一：将覆铜PI膜5进行蚀刻，在刻蚀溶液的侵蚀状态下刻蚀5-10分钟，刻蚀温度为15-20摄氏度之间，形成导电线路4，导电线路4的一端形成引线接头，引线接头分别连接电源的正负极，然后沉积金属层得到成膜基材2，在氮气保护气、通风的条件下冷却30-60分钟；步骤二：在成膜基材2表面涂覆石墨烯加热芯3，然后将涂覆石墨烯加热芯3的成膜基材2放入固化炉中高温进行固化，固化温度设定在100-400摄氏度之间，固化时间设定在1-4小时；步骤三：在步骤二中得到的石墨烯加热芯3取出，在其外表面覆盖PI膜5，然后再将其经热压、固化工序后，在其表面覆盖半生半熟硅胶布，再次进行热压、固化的操作，最后进行冷却，通过切割机将其切割得到石墨烯加热膜成品；步骤四：将切割后的石墨烯加热膜打包、备用即可。本专利技术中：成膜基材1采用覆铜PI膜5刻蚀的方法经过沉积导电金属制的，所述刻蚀溶液组成为：过硫酸铵、盐酸-双氧水混合液、硫酸-双氧水混合液；浓度为0.1％-0.8％；所述盐酸-双氧水混合液的浓度比例1:2；所述硫酸-双氧水混合液的浓度比例1:3；刻蚀时间为3-5min。本专利技术中：绝缘层1独立地为PI膜5和半生半熟硅胶布的组合，半生半熟硅胶布热压在PI膜5表面，PI膜5的厚度为25-150um，半生半熟硅胶布厚度为0.50-1.00mm。本专利技术中：石墨烯加热芯3由羟基丙烯酸树脂、硅树脂和少层石墨烯为原料制备得到，石墨烯加热芯3中羟基丙烯酸树脂和硅树脂的质量分数在50％-93.75％之间，少层石墨烯和羟基丙烯酸树脂中，少层石墨烯的质量分数在8％-50％之间，少层石墨烯的质量分数为1％-10％，初步混合后使用三辊研磨机研磨，分散均匀得到石墨烯加热芯3，涂覆到成膜基材2上，高温固化。本专利技术中：少层石墨烯的粒径为10-50um，少层石墨烯的层数为2-30层，采用本领域技术人员熟知的机械剥离法和氧化还原法制得。本专利技术中：羟基丙烯酸树脂的羟值为10-100，硅树脂为瓦克IC368本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯加热膜及其制配方法，其特征在于：包括绝缘层、成膜基材和石墨烯加热芯，所述绝缘层包裹在成膜基材和石墨烯加热芯的表面，所述成膜基材的底部设置有PI膜，所述PI膜的两侧分别与石墨烯加热芯和绝缘层接触。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯加热膜及其制配方法，其特征在于：包括绝缘层、成膜基材和石墨烯加热芯，所述绝缘层包裹在成膜基材和石墨烯加热芯的表面，所述成膜基材的底部设置有PI膜，所述PI膜的两侧分别与石墨烯加热芯和绝缘层接触。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯加热膜及其制配方法，其特征在于：该温度均匀性高的大功率密度石墨烯膜及的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将覆铜PI膜进行蚀刻，在刻蚀溶液的侵蚀状态下刻蚀5-10分钟，刻蚀温度为15-20摄氏度之间，形成导电线路，然后沉积金属层得到成膜基材，在氮气保护气、通风的条件下冷却30-60分钟；步骤二：在成膜基材表面涂覆石墨烯加热芯，然后将涂覆石墨烯加热芯的成膜基材放入固化炉中进行固化；步骤三：在所述步骤二中得到的石墨烯加热芯取出，在其外表面覆盖PI膜，然后再将其经热压、固化工序后，在其表面覆盖半生半熟硅胶布，再次进行热压、固化的操作，最后进行冷却，通过切割机将其切割得到石墨烯加热膜成品；步骤四：将切割后的石墨烯加热膜打包、备用即可。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯加热膜及其制配方法的制备方法，其特征在于：所述成膜基材采用覆铜PI膜刻蚀的方法经过沉积导电金属制的，所述刻蚀溶液组成为：过硫酸铵、盐酸-双氧水混合液、硫酸-双氧水混合液；浓度为0.1％-0.8％；所述盐酸-双氧水混合液的浓度比例1:2；所述硫酸-双氧水混合液的浓度比例1:3；刻蚀时间为3-5min。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱传佳，
申请(专利权)人：鸿纳东莞新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44